PDF《计及频率、电压恢复效果的黑启动方案研究》

1 000 MW,and the frequency and voltage variation during the black start is smaller as well. Key words: black start;

partition optimization;

path recovery;

load recovery;

frequency voltage constraint - -154 虑黑启动电源约束, 功率平衡约束等各个约束, 并运 用有序二元决策图对其进行建模求解, 分区问题就 被转化为了布尔型决策问题.文献[2]运用复杂网络 社团结构理论来划分子系统, 其中运用 GN 算法不断 移除边介数最大的边, 并运用模块度来评价子系统 合理性.以上这些方法, 都是基于图论及电网网络 拓扑结构进行分区, 并没有考虑后续恢复过程中诸 多因素对于分区结果的影响, 往往会造成子系统大 小不一致, 率先完成恢复的分区不得不等待其余分 区的恢复, 黑启动效率有待提高. 对于电网黑启动恢复路径的研究, 文献[3-4]对 非连通个体设定罚函数或偏好处理, 使其在迭代中 处于竞争劣势并逐步淘汰.但由于该类方法中参与 寻优个体的数量相对较少, 在一定程度上制约了编 码的有效性, 进而影响智能算法的寻优效率.文献[5] 较为详细的阐述了恢复路径优化效率的问题和该问 题的必要性, 提出有必要分两步完成整个优化, 即先 优化恢复路径再确定重构次序;

优化效率方面, 恢复 路径优化问题的计算复杂度远高于重构次序优化, 因此提高恢复路径优化效率具有重要实际意义.但 是上述文献均未述及过程中频率电压的变化. 在上述背景下, 本文在基于谱聚类算法求得初 始分区的结果上, 考虑电源与负荷的均匀分配, 计及 潮流电压约束等, 以整个电网所有分区恢复时间最 小为优化目标, 建立其模型求得电网恢复最优分 区.在此基础上, 通过建立线路非连通修正的恢复 路径优化模型,确定最优恢复路径.然后,基于IGDT 方法建立负荷恢复模型, 通过人工蜂群算法输 出最优解, 并以单条线路投入为电网恢复时步单位, 求解得到每一个时步的线路投切和负荷投入.最后 以宁夏电网为例验证了所提算法在电网恢复中负 荷、 系统频率及电压的恢复效果.

1 黑启动分区模型优化 1.1 基于谱聚类算法的宁夏电网子系统划分方法 为了便于研究, 复杂的电力系统网络通常被抽 象成网络拓扑图, 从而黑启动子系统划分问题就会 演变成图分割问题, 然后再运用基于网络拓扑特性 的图分割方法对其进行分割, 得到最终的图分割方 法即子系统划分结果.文中运用 Laplacian 矩阵[6] 将 电力系统网络抽象成网络拓扑图, 并运用基于谱聚 类算法的 k-means 算法对其进行聚类, 得到最终的 子系统划分结果. 1.2 考虑恢复时间的宁夏系统分区优化模型 1) 目标函数: 大停电后电网恢复的根本目标是尽快恢复负荷 供电, 减少损失.但因为最初分区结果只考虑网络 的拓扑结构, 所以容易造成分区大小不一, 恢复时间 相差悬殊, 恢复时间短的分区需要等恢复时间长的 分区恢复完成后才能进行并网, 拖延了整个电网的 恢复, 所以本文以最小化各个分区最长恢复时间为 目标, 其表达式为: f = min{max(T1,T2,...Tk)} (1) 式中 Ti 为各个分区的恢复时间, 优化目标则为 通过调整分区内机组的位置, 使得 f (x) 尽可能小. 2) 约束条件 对于大停电后系统来说, 其约束条件主要包括 等式约束和不等式约束. ①机组启动功率约束: 待恢复机组 i的启动功率约束定义为: ∑ i Pi ≤ P0 (2) 式中 P0 为当前时刻分区内所有已启动机组所........